EP2414771A2 - Interface homme-machine - Google Patents

Interface homme-machine

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Publication number
EP2414771A2
EP2414771A2 EP10715962A EP10715962A EP2414771A2 EP 2414771 A2 EP2414771 A2 EP 2414771A2 EP 10715962 A EP10715962 A EP 10715962A EP 10715962 A EP10715962 A EP 10715962A EP 2414771 A2 EP2414771 A2 EP 2414771A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
machine interface
module
longitudinal axis
ramp
human
Prior art date
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EP10715962A
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German (de)
English (en)
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EP2414771B1 (fr
Inventor
Rémi DURY
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DA FACT
Original Assignee
DA FACT
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP2414771B1 publication Critical patent/EP2414771B1/fr
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/32—Constructional details
    • G10H1/34—Switch arrangements, e.g. keyboards or mechanical switches specially adapted for electrophonic musical instruments
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H2220/00—Input/output interfacing specifically adapted for electrophonic musical tools or instruments
    • G10H2220/155—User input interfaces for electrophonic musical instruments
    • G10H2220/221—Keyboards, i.e. configuration of several keys or key-like input devices relative to one another
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H2220/00—Input/output interfacing specifically adapted for electrophonic musical tools or instruments
    • G10H2220/461—Transducers, i.e. details, positioning or use of assemblies to detect and convert mechanical vibrations or mechanical strains into an electrical signal, e.g. audio, trigger or control signal
    • G10H2220/521—Hall effect transducers or similar magnetic field sensing semiconductor devices, e.g. for string vibration sensing or key movement sensing

Definitions

  • the invention relates to a human-machine interface for controlling electronic equipment, and in particular for controlling musical equipment.
  • the invention relates to a human-machine interface comprising a first body, a second body, and at least a first control member, the first and second bodies being connected to each other, aligned along a longitudinal axis. , and movable in rotation relative to one another about the longitudinal axis, the first body carrying a helical ramp extending away from the longitudinal axis in a plane inclined with respect to this axis, the second body carrying a probe mounted in sliding contact on the ramp, and the first control member comprising a first sensor delivering a first signal depending on a position adopted by the probe on the ramp.
  • Such a man-machine interface is known to those skilled in the art, as shown in international application WO 2005/109398.
  • Moving the probe on the helical ramp of the known man-machine interface to generate the first signal changes the axial spacing between the first and second bodies. This is inconvenient for an operator of the man-machine interface.
  • the movement of the two bodies relative to each other along the longitudinal axis facilitates the penetration of dust or liquid inside the man-machine interface, which gives rise to a risk tampering of the man-machine interface as well as problems of premature wear and aging.
  • the present invention which is based on this original observation, aims in particular to provide a human-machine interface to overcome at least one of the limitations previously mentioned.
  • the human-machine interface is characterized in particular by:
  • first biasing means adapted to apply a first resilient biasing force urging the probe and the ramp against each other
  • first and second bodies are fixed in translation relative to one another along the longitudinal axis
  • one of the elements constituted by the probe and the ramp is slidably mounted along the longitudinal axis relative to the first and second body.
  • the first and second bodies remain immobile in translation relative to each other along the longitudinal axis during movement of the probe on the ramp (to generate the first signal).
  • the operator has a better grip of the man-machine interface. Being less tired, the operator controls more easily and more precisely his commands during prolonged use of the human-machine interface (for example, during several hours of rehearsal and performance on stage during a concert).
  • the first and second bodies being stationary in axial translation, the penetration of dirt inside the man-machine interface is much less likely, which contributes to reducing the problems of premature wear and aging and makes the man-machine interface more robust.
  • the man-machine interface further comprises second biasing means, different from the first biasing means and capable of exerting a second elastic support force bringing the first and second ones closer to one another. body along the longitudinal axis.
  • second biasing means different from the first biasing means and capable of exerting a second elastic support force bringing the first and second ones closer to one another. body along the longitudinal axis.
  • the man-machine interface further comprises a module including first and second parts and the second biasing means.
  • the first and second parts are respectively attached to the first and second bodies.
  • the first and second parts are fixed in translation and movable in rotation relative to each other about the longitudinal axis.
  • the second elastic support force brings the first and second parts of the module closer to each other along the longitudinal axis.
  • the module may further comprise an axial shaft
  • the second biasing means may comprise at least one spring and two stop members carried by the shaft and at least one of which includes a nut engaged on a thread of the tree.
  • the two parts of the module and the spring together form a stack traversed axially by the shaft and sandwiched between the two abutment members.
  • the second resilient biasing force is controllably exerted by spring stress resulting from screwing the nut onto the shaft.
  • the first and second parts of the module have friction surfaces respectively applied against each other, of identical or different natures, and each of which is at least made of a material selected from the group consisting of: aluminum, metal or metal alloy, plastic, and polyoxymethylene.
  • the frictional force between the first and second parts of the module is defined by two parameters independent of each other, namely by the second elastic bearing force already mentioned above on the one hand, and by a coefficient friction between the friction surfaces on the other hand.
  • a selective choice of the nature of the friction surfaces makes it possible to modify the coefficient of friction and, consequently, to further regulate said frictional force.
  • the latter makes it possible to adjust a minimum muscular effort that the operator using the man-machine interface must provide to rotate relative to the first and second bodies.
  • a satisfactory adjustment of this "threshold" of muscular effort makes it possible at the same time to avoid premature fatigue of the operator manipulating the human-machine interface and to prohibit an uncontrolled free rotation of the two bodies. relative to the other, for example, under the effect of gravity. This results in a reduction of a rate of the erroneous signals emitted by the man-machine interface.
  • the helical ramp takes the form of a front surface formed on the first part of the module
  • the feeler takes the form of a sliding stud, under the stress of the first elastic support force, parallel to the longitudinal axis and in a housing of the second part of the module
  • the first sensor is responsive to the sliding position of the stud.
  • the ramp offers the probe a useful stroke corresponding to a relative rotation of the two bodies about the longitudinal axis at most equal to 70 °.
  • the human-machine interface has an ergonomics consistent with an anatomical constitution of the operator (it being understood that said anatomical constitution determines, inter alia, an optimum amplitude of the movements of the operator). Therefore, the operator can easily manipulate the human-machine interface taken in his hands. This helps to reduce the fatigue of the operator using the man-machine interface in a prolonged manner, for example, during several hours of presentation on stage during a concert, especially when the operator spreads his forearms and elbows. to provide said relative rotation of the two bodies of the man-machine interface (each of the hands of the operator remaining on one or the other, first or second, body of the human-machine interface).
  • the module further comprises at least a first limit stop elastic stop limiting the stroke of the probe at a first end of the ramp.
  • the first elastic stop at least is provided with a second sensor delivering a second control signal depending on a first force exerted on the first elastic stop.
  • the operator can, in a single rotation of the first body relative to the second body in a privileged sense (and, therefore, in a single privileged movement of the arms, for example, by spreading the forearms and the bends from each other), transmit at least two signals: firstly, the first signal generated by the first sensor sliding along the useful stroke of the probe on the ramp and, secondly, the second signal generated by the second sensor under the action of the first elastic limit stop of the probe. This enriches a range of commands offered to the operator by the human-machine interface.
  • the module further comprises at least a second limit stop elastic limit limiting the stroke of the probe at a second end of the ramp, at a distance from the first end, and the second elastic stop at least is provided with a third sensor delivering a third control signal depending on a second force exerted on the second elastic stop.
  • the operator can emit the third signal generated by the third sensor under the action of the second elastic stop. This further enriches the range of commands offered to the operator by the human-machine interface.
  • each elastic stop may be adapted to limit the relative rotation of the two bodies about the longitudinal axis at most equal to 17 ° beyond the useful stroke of the probe on the ramp.
  • the ergonomics of the man-machine interface is more in line with the anatomical constitution of the operator, which contributes to making the manipulation of the interface easier, to reduce the fatigue of the operator and to keep the freedom of action of all the left and right hand fingers, even when the operator manipulates the man-machine interface so as to incline the longitudinal axis of the man-machine interface with respect to gravity .
  • each elastic stop is provided on one of the two parts of the module, and one lug, parallel to the stud and fixed to the other part of the module, is provided to press each resilient abutment at the end of travel of the stud on the ramp.
  • the bearing force on the elastic stop is exerted, transversely to the longitudinal axis, by the lug and not by the stud. This helps to protect the stud from inadvertent deformation that can damage it during relative rotation of the first and second bodies. As a result, the man-machine interface becomes more robust.
  • FIG. 1 schematically shows a simplified view of a man-machine interface according to the invention
  • FIG. 2 diagrammatically shows a side view of the man-machine interface according to the invention
  • FIG. 3 schematically shows in simplified side view a module that links a first and a second body of the human-machine interface according to the invention along a longitudinal axis, the module comprising a first and a second part fixed in translation on an axial shaft and movable in rotation relative to one another about the longitudinal axis,
  • FIG. 4 represents said module schematically in simplified three-dimensional exploded view
  • FIG. 5 schematically represents a partial simplified longitudinal section of said module, in a plane MM parallel to the longitudinal axis;
  • FIG. 6 schematically shows for the purpose of simplified top the second part of said module
  • FIGS. 7-9, 10-12, 13-15, 16-18 and 19-21 schematically illustrate respectively five different positions of said module during the rotation of the first part relative to the second part: using partial simplified cross-sections in an EE plane perpendicular to the longitudinal axis (FIGS.
  • the invention relates to a man-machine interface 1 comprising a first body 10, a second body 11, and at least a first control member 12.
  • the first and second bodies 10, 11 are connected to each other and are aligned along a longitudinal axis AB ( Figure 1), having a total axial length typically less than 0.6 m.
  • the first and second bodies 10 and 11 are preferably tubular, each having a cross sectional area to the longitudinal axis AB of less than 8 centimeters.
  • the axial length of the man-machine interface 1, the tubular shape of the first and second bodies 10 and 11, their respective cross-sections are adapted to the human morphology, to allow an operator (for example, a musician in a standing position or sitting) holding the human-machine interface 1 in his hands, to easily manipulate the human-machine interface 1 for a long time (for example, during a concert lasting several hours).
  • Figures 1-2 show an example of the human-machine interface 1 adapted to a right-handed operator who holds:
  • the first body 10 by its right hand using a first anatomical handle 14, the palm of the right hand surrounding the first anatomical handle 14, the thumb of the right hand squeezing the first anatomical handle 14 against the apple of the right hand,
  • the second body 11 by its left hand with the aid of a second anatomical handle 17, the palm of the left hand surrounding the second anatomical handle 17, the thumb of the left hand pressing the second anatomical handle 17 against the apple of the the left hand.
  • the first anatomical handle 14 is disposed at the operator's chest and the second anatomical handle 17 is disposed at the waist of the operator, the longitudinal axis AB can be parallel to the gravity G (Figure 2) or inclined relative to the gravity G (not shown).
  • the first and second bodies 10, 11 are movable in rotation (arrow ⁇ in Figures 2-3) relative to each other about the longitudinal axis AB.
  • the first body 10 carries a helical ramp 100 extending away from the longitudinal axis AB in a plane inclined with respect to this axis AB ( Figure 4).
  • the second body 11 carries a feeler
  • the first controller 12 comprises a first sensor 120 (for example, that of the "Hall effect” type) delivering a first signal depending on a position adopted by the probe 110 on the ramp 100 (FIGS. 5, 14). To deliver the first signal, it suffices for the operator to move his forearms and elbows apart or close to each other, thereby putting the first and second bodies 10,
  • the human-machine interface 1 further comprises at least first biasing means 13 capable of applying a first elastic bearing force urging the feeler 110 and the ramp 100 against each other,
  • first and second bodies 10 and 11 are fixed in translation relative to one another along the longitudinal axis AB, and
  • one of the elements constituted by the feeler 110 and the ramp 100 is slidably mounted along the longitudinal axis AB with respect to the first and second bodies 10 and 11.
  • the first sensor 120 may comprise a permanent magnet 1200 placed at one end of the probe 110 opposite the ramp 100, facing a Hall sensor 1201 (FIG. 14).
  • the magnet 1200 and the Hall probe 1201 are aligned along a preferred axis of the probe 110, for example along its axis of symmetry CD parallel to the longitudinal axis AB (FIG. 14).
  • FIGS. 14 In the examples illustrated in FIGS.
  • the feeler 110 is slidably mounted along the longitudinal axis AB with respect to the second body 11 over a predetermined distance, for example equal to 4 mm,
  • the feeler 110 is constantly held in abutment against the ramp 100 under the effect of the first elastic support force emitted by the first biasing means 13 (represented by a biasing spring 13 in FIGS. 3, 5, 14) .
  • the feeler 110 moves on the ramp 100 (FIGS. 9, 12, 15), which causes the feeler 110 to slide relative to the second body 11 (FIGS. 11, 14).
  • the distance between the magnet 1200 and the Hall probe 1201 therefore varies as a function of the position of the probe 110 on the ramp 100. Therefore, the Hall probe 1201 emits the first signal as a function of the relative angular position of the first and second body 10 and 11.
  • the human-machine interface 1 may comprise a second and a third control members 2 and 3, respectively disposed on the second and the first body 11 and 10.
  • the second and third control members 2 and 3 each comprise at least a first and a second series of sensors (for example, pressure sensors) adapted to be actuated by the fingers (of the left hand and of the right hand respectively in Figures 1-2) to transmit signals (for example, depending on the forces of pressure exerted by the fingers on the sensors).
  • the first series of sensors is adapted to be actuated by distal phalanges, called phalangettes, fingers. This is, for the second control member 2, second distal sensors referenced in FIGS. 1-2 as:
  • second distal sensors 200, 201 and 202 adapted to be controlled by the distal phalanx of the index finger of the left hand
  • second distal sensor 210 adapted to be controlled by the distal phalanx of the middle finger of the left hand
  • second distal sensor 220 adapted to be controlled by the distal phalanx of the annular of the left hand
  • second distal sensors 230, 232 and 233 adapted to be controlled by the distal phalanx of the little finger of the left hand
  • third distal sensors referenced in FIGS. 1-2 as:
  • third distal sensors 300, 301 and 302 adapted to be controlled by the distal phalanx of the index finger of the right hand
  • third distal sensor 310 adapted to be controlled by the distal phalanx of the middle finger of the right hand
  • third distal sensor 320 adapted to be controlled by the distal phalanx of the annular of the right hand
  • third distal sensors 330, 332 and 333 adapted to be controlled by the distal phalanx of the little finger of the right hand.
  • the second series of sensors is adapted to be actuated by proximal phalanges, said first phalanges. This is, for the second control member 2, second proximal sensors referenced in Figures 1-2 as:
  • second proximal sensor 20 adapted to be controlled by the proximal phalanx of the index finger of the left hand
  • second proximal sensor 21 adapted to be controlled by the proximal phalanx of the middle finger of the left hand
  • second proximal sensor 22 adapted to be controlled by the proximal phalanx of the annular of the left hand
  • second proximal sensors 23 and 231 adapted to be controlled by the proximal phalanx of the little finger of the left hand
  • third proximal sensor 30 adapted to be controlled by the proximal phalanx of the index finger of the right hand
  • third proximal sensor 31 adapted to be controlled by the proximal phalanx of the middle finger of the right hand
  • third proximal sensor 32 adapted to be controlled by the proximal phalanx of the annular of the right hand
  • third proximal sensors 33 and 331 adapted to be controlled by the proximal phalanx of the little finger of the right hand.
  • the man-machine interface 1 is provided with a telecommunication module 4, preferably wirelessly, with a remote information processing center (for example, with a remote computer 40 adapted to processing data) which is in turn linked with electronic equipment (for example with musical electronic equipment 41 adapted to reproduce sounds and / or lights).
  • the telecommunication module may comprise an on-board central unit, data transmission and reception means for ensuring an exchange of signals between the control elements 12, 2, 3 and the information processing center 40.
  • the man-machine interface 1 further comprises second biasing means 150, different from the first biasing means 13 and able to exert a second elastic support force bringing the first and the second closer to one another. body 10 and 11 along the longitudinal axis AB ( Figure 2).
  • the man-machine interface 1 may further comprise a module 15 including first and second parts 151 and 152 and the second biasing means 150.
  • the first and second parts 151 and 152 are respectively fixed to the first and second bodies 10 and 11 (for example, using the fixing screws 101 and 111 respectively, as illustrated in Figure 2).
  • the first and second parts 151 and 152 are fixed in translation and rotatable relative to each other about the longitudinal axis AB (arrow ⁇ in Figure 3).
  • the second elastic bearing force brings the first and second portions 151 and 152 of the module 15 closer to each other along the longitudinal axis AB.
  • the second means of bias 150 comprise at least one spring 1500 and two stop members, 1501 and 1502, carried by the shaft 153 and at least one includes a nut 1530 engaged on a thread 1531 of the shaft 153.
  • the two parts 151 and 152 of the module 15 and the spring 1500 together form a stack 16 traversed axially by the shaft 153 and sandwiched between the two members 1501, 1502 abutment.
  • the second resilient biasing force is controllably exerted by a stress of the spring 1500 resulting from screwing the nut 1530 onto the shaft 153.
  • the first and second parts 151, 152 of the module 15 have friction surfaces 1511, 1520 respectively applied against each other, of identical or different types, and each of which is at least consisting of a material selected from the group consisting of: aluminum, metal or metal alloy, plastic, and polyoxymethylene.
  • the module 15 may further comprise a friction pad 156 disposed, along the longitudinal axis AB, between the first and second parts 151, 152 ( Figures 4-5).
  • the friction pad 156 is integral with one of the first or second portions 151, 152 (with the second portion 152 in Figures 4-6).
  • At least one of the friction surfaces 1511, 1520 (e.g., the friction surface 1520 of the second portion 152 of the module 15 in FIGS. 4-6) may be that of the friction pad 156.
  • a friction torque "friction pad 156 / first part 151 of the module 15” can be chosen so that the friction pad 156 wears more easily than the first portion 151 of the module 15.
  • the first part 151 of the module 15 becomes almost indestructible which makes easier maintenance operations of the human-machine interface 1.
  • the helical ramp 100 takes the form of a front surface formed on the first portion 151 of the module 15 ( Figures 4-5, 8-9, 11-12, 14-15, 17-18, 20-21).
  • the probe 110 takes the form of a bolt 110 slidably mounted, under the stress of the first elastic bearing force, parallel to the longitudinal axis AB and in a housing 1521 of the second portion 152 of the module 15.
  • the first sensor 120 is sensitive to the sliding position of the stud 110.
  • the ramp 100 offers the probe 110 a useful stroke 1000 corresponding to a relative rotation of the two bodies around the longitudinal axis AB at most equal to 70 ° (referenced by the angle ⁇ ⁇ 70 ° in FIGS. 10, 12, 13, 16, 19).
  • the module 15 further comprises at least one first end stop 154 limiting the travel of the probe 110 at a first end 1001 of the ramp 100 ( Figures 7 and 9).
  • the first elastic stopper 154 is at least provided with a second sensor 1540 delivering a second control signal depending on a first force Fi exerted on this first elastic stopper 154 (FIG. 19).
  • the angle ⁇ specific to the useful stroke 1000 is preferably at most equal to 65 °.
  • the module 15 further comprises at least one second end stop 155 limiting the stroke of the probe 110 to the second end 1002 of the ramp 100, away from the first end 1001.
  • the second elastic stop 155 itself may be provided with a third sensor 1550 delivering a third control signal depending on a second force F 2 exerted on the second elastic stop 155.
  • the first effort Fi and the second effort F 2 are preferably equivalent to one another.
  • each elastic abutment 154 and 155 is adapted to limit the relative rotation of the two bodies 10 and 11 around the longitudinal axis AB by an angle ⁇ at most equal to 17 ° (angle ⁇ ⁇ 17 ° in FIG. 18, 19, 21) beyond the useful stroke of the probe 110 on the ramp 100.
  • the angle ⁇ of limiting the relative rotation of the two bodies 10 and 11 by each elastic stop 154 and 155 is preferably equal to 16.5 °.
  • Each elastic abutment 154 and 155 is provided on one of the two parts 152 of the module 15.
  • the second sensor 1540 delivering the second control signal and the third sensor 1550 delivering the third control signal are for example of the "Hall effect" type. It is the same for the second and third distal sensors [200, 201, 202, 210, 220, 230, 232, 233] and [300, 301, 302, 310, 320, 330, 332, 333] as well as for the second and third proximal sensors [20, 21, 22, 23, 231] and [30, 31, 32, 33, 331] discussed below in connection with the second and third control members 2 and 3.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne une interface homme-machine (1) comprenant un premier corps (10), un deuxième corps (11), et un organe (12) de commande, les premier et deuxième corps (10), (11) étant liés axialement et mobiles en rotation, le premier corps (10) portant une rampe (100), le deuxième corps (11) portant un palpeur (110) en contact avec la rampe (100) hélicoïdale, et l'organe de commande (12) comprenant un capteur (120) délivrant un signal dépendant d'une position du palpeur (110) sur la rampe (100). Selon l'invention, l'interface homme-machine comprend : des moyens de sollicitation (13) pour appliquer une force d'appui élastique sollicitant le palpeur (110) et la rampe (100); les premier et deuxième corps (10), (11) sont fixes en translation axiale; et un des éléments constitués par le palpeur (110) et la rampe (100) est monté coulissant axialement par rapport aux premier et deuxième corps (10), (11).

Description

Interface homme-machine
L'invention concerne une interface homme-machine pour commander un équipement électronique, et en particulier pour piloter un équipement musical.
Plus précisément, l'invention concerne une interface homme- machine comprenant un premier corps, un deuxième corps, et au moins un premier organe de commande, les premier et deuxième corps étant liés l'un à l'autre, alignés suivant un axe longitudinal, et mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre autour de l'axe longitudinal, le premier corps portant une rampe hélicoïdale s'étendant à distance de l'axe longitudinal dans un plan incliné par rapport à cet axe, le deuxième corps portant un palpeur monté en contact glissant sur la rampe, et le premier organe de commande comprenant un premier capteur délivrant un premier signal dépendant d'une position adoptée par le palpeur sur la rampe.
Une telle interface homme-machine est connue de l'homme du métier, comme le montre la demande internationale WO 2005/109398. Le fait de déplacer le palpeur sur la rampe hélicoïdale de l'interface homme-machine connue pour générer le premier signal modifie l'écartement axial entre les premier et deuxième corps. Cela est incommodant pour un opérateur de l'interface homme-machine. En outre, le mouvement des deux corps l'un par rapport à l'autre le long de l'axe longitudinal facilite la pénétration de poussière ou de liquide à l'intérieur de l'interface homme-machine, ce qui fait naître un risque d'altération de fonctionnement de l'interface homme-machine ainsi que des problèmes d'usure et de vieillissement prématurés.
La présente invention, qui s'appuie sur cette observation originale, a notamment pour but de proposer une interface homme- machine visant à pallier l'une au moins des limitations précédemment évoquées.
A cette fin, l'interface homme-machine, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est en particulier caractérisé :
- en ce qu'elle comprend en outre au moins des premiers moyens de sollicitation propres à appliquer une première force d'appui élastique sollicitant le palpeur et la rampe l'un contre l'autre,
- en ce que les premier et deuxième corps sont fixes en translation l'un par rapport à l'autre le long de l'axe longitudinal, et
- en ce qu'un des éléments constitués par le palpeur et la rampe est monté coulissant le long de l'axe longitudinal par rapport aux premier et deuxième corps.
Grâce à cet agencement, les premier et deuxième corps restent immobiles en translation l'un par rapport à l'autre le long de l'axe longitudinal lors du déplacement du palpeur sur la rampe (pour générer le premier signal). De ce fait, l'opérateur a une meilleure prise en main de l'interface homme-machine. Etant moins fatigué, l'opérateur contrôle plus aisément et plus précisément ses commandes lors de l'utilisation prolongée de l'interface homme-machine (par exemple, pendant plusieurs heures de répétitions et de représentation sur scène lors d'un concert). En outre, les premier et deuxième corps étant immobiles en translation axiale, la pénétration de souillures à l'intérieur de l'interface homme-machine est beaucoup moins probable, ce qui contribue à réduire les problèmes d'usure et de vieillissement prématurés et rend l'interface homme-machine plus robuste.
Selon un mode de réalisation, l'interface homme-machine comprend en outre des deuxièmes moyens de sollicitation, différents des premiers moyens de sollicitation et propres à exercer une deuxième force d'appui élastique rapprochant l'un de l'autre les premier et deuxième corps suivant l'axe longitudinal. Grâce à cet agencement, les premier et deuxième corps sont maintenus rapprochés axialement l'un de l'autre de manière contrôlée, avec la deuxième force d'appui élastique maîtrisée par les deuxièmes moyens de sollicitation, indépendamment de la première force d'appui élastique sollicitant le palpeur et la rampe l'un contre l'autre.
De préférence, l'interface homme-machine comprend en outre un module incluant des première et deuxième parties et les deuxièmes moyens de sollicitation. Les première et deuxième parties sont respectivement fixées aux premier et deuxième corps. Les première et deuxième parties sont fixes en translation et mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre autour de l'axe longitudinal. La deuxième force d'appui élastique rapproche l'un de l'autre les première et deuxième parties du module suivant l'axe longitudinal.
Grâce audit module, il est possible d'assurer une liaison fiable entre les premier et deuxième corps de l'interface homme-machine.
Avantageusement, le module peut comprendre en outre un arbre axial, les deuxièmes moyens de sollicitation peuvent comprendre au moins un ressort et deux organes de butée portés par l'arbre et dont l'un au moins inclut un écrou engagé sur un filetage de l'arbre. Les deux parties du module et le ressort forment ensemble un empilement traversé axialement par l'arbre et enserré entre les deux organes de butée. La deuxième force d'appui élastique est exercée de façon réglable par une contrainte du ressort résultant d'un vissage de l'écrou sur l'arbre.
Grâce à cet agencement, il est possible de réguler finement, par la contrainte du ressort lors du vissage (avec un pas de vis prédéterminé), la deuxième force d'appui élastique et, par conséquent, la force de friction appliquée entre les première et deuxième parties du module, lors de leur rotation l'une par rapport à l'autre autour de l'axe longitudinal. De préférence, les première et deuxième parties du module présentent des surfaces de frottement respectives appliquées l'une contre l'autre, de natures identiques ou différentes, et dont chacune est au moins constituée d'un matériau choisi dans l'ensemble comprenant : l'aluminium, un métal ou un alliage métallique, une matière plastique, et le polyoxyméthylène.
La force de friction entre les première et deuxième parties du module est définie par deux paramètres indépendants l'un de l'autre, à savoir par la deuxième force d'appui élastique déjà évoquée ci-dessus d'une part, et par un coefficient de friction entre les surfaces de frottement d'autre part. Un choix sélectif de la nature des surfaces de frottement permet de modifier le coefficient de friction et, par conséquent, de réguler davantage ladite force de friction. Cette dernière permet d'ajuster un effort musculaire minimal que doit fournir l'opérateur utilisant l'interface homme-machine pour mettre en rotation relative le premier et le deuxième corps. Un ajustement satisfaisant de ce « seuil » d'effort musculaire permet, à la fois, d'éviter toute fatigue prématurée de l'opérateur manipulant l'interface homme-machine et d'interdire une rotation libre non contrôlée des deux corps l'un par rapport à l'autre, par exemple, sous l'effet d'une pesanteur. Il en résulte une réduction d'un taux des signaux erronés émis par l'interface homme-machine.
Selon une variante, la rampe hélicoïdale prend la forme d'une surface frontale ménagée sur la première partie du module, le palpeur prend la forme d'un goujon monté coulissant, sous la sollicitation de la première force d'appui élastique, parallèlement à l'axe longitudinal et dans un logement de la deuxième partie du module, et le premier capteur est sensible à la position de coulissement du goujon.
Grâce à cet agencement, il est possible de protéger, par ledit logement, le goujon coulissant sur la rampe contre toutes sollicitations involontaires tels que des à-coups lors de l'utilisation de l'interface homme-machine par l'opérateur. Cela contribue à sécuriser un fonctionnement attendu du premier capteur et, in fine, rend l'interface homme-machine plus robuste.
De préférence, la rampe offre au palpeur une course utile correspondant à une rotation relative des deux corps autour de l'axe longitudinal au plus égale à 70°.
Grâce à cet agencement, l'interface homme-machine présente une ergonomie conforme à une constitution anatomique de l'opérateur (étant entendu que ladite constitution anatomique détermine, entre autres, une amplitude optimale des mouvements de l'opérateur). Par conséquent, l'opérateur peut aisément manipuler l'interface homme- machine prise entre ses mains. Cela contribue à réduire la fatigue de l'opérateur utilisant l'interface homme-machine de manière prolongée, par exemple, pendant plusieurs heures de présentation sur scène lors d'un concert, notamment lorsque l'opérateur écarte ses avant-bras et ses coudes, pour assurer ladite rotation relative des deux corps de l'interface homme-machine (chacune des mains de l'opérateur restant sur l'un ou l'autre, premier ou deuxième, corps de l'interface homme- machine).
De préférence, le module comprend en outre au moins une première butée élastique de fin de course limitant la course du palpeur à une première extrémité de la rampe. La première butée élastique au moins est dotée d'un deuxième capteur délivrant un deuxième signal de commande dépendant d'un premier effort exercé sur cette première butée élastique.
Grâce à cet agencement, l'opérateur peut, en une seule rotation du premier corps par rapport au deuxième corps dans un sens privilégié (et, donc, en un seul mouvement privilégié des bras, par exemple, en écartant les avant-bras et les coudes les uns des autres), émettre au moins deux signaux : d'une part, le premier signal généré par le premier capteur coulissant le long de la course utile du palpeur sur la rampe et, d'autre part, le deuxième signal généré par le deuxième capteur sous l'action de la première butée élastique de fin de course du palpeur. Cela enrichit une palette des commandes offerte à l'opérateur par l'interface homme-machine.
De préférence, le module comprend en outre au moins une deuxième butée élastique de fin de course limitant la course du palpeur à une deuxième extrémité de la rampe, à distance de la première extrémité, et la deuxième butée élastique au moins est dotée d'un troisième capteur délivrant un troisième signal de commande dépendant d'un deuxième effort exercé sur cette deuxième butée élastique.
Grâce à cet agencement, lors de la rotation du premier corps par rapport au deuxième corps de l'interface dans un sens opposé à celui privilégié (par exemple, en rapprochant ses avant-bras et ses coudes les uns des autres), l'opérateur peut émettre le troisième signal généré par le troisième capteur sous l'action de la deuxième butée élastique. Cela enrichit davantage la palette des commandes offerte à l'opérateur par l'interface homme-machine.
Avantageusement, chaque butée élastique peut être adaptée à limiter la rotation relative des deux corps autour de l'axe longitudinal au plus égale à 17° au-delà de la course utile du palpeur sur la rampe.
Grâce à cet agencement, l'ergonomie de l'interface homme- machine est davantage conforme à la constitution anatomique de l'opérateur, ce qui contribue à rendre la manipulation de l'interface plus aisée, à réduire la fatigue de l'opérateur et à garder la liberté d'action de tous les doigts des mains gauche et droite, y compris lorsque l'opérateur manipule l'interface homme-machine de manière à incliner l'axe longitudinal de l'interface homme-machine par rapport à la pesanteur.
De préférence, chaque butée élastique est prévue sur l'une des deux parties du module, et un ergot, parallèle au goujon et fixé à l'autre partie du module, est prévu pour appuyer sur chaque butée élastique en fin de course du goujon sur la rampe.
Grâce à cet agencement, l'effort d'appui sur la butée élastique est exercée, transversalement à l'axe longitudinal, par l'ergot et non pas par le goujon. Cela contribue à protéger le goujon contre toute déformation inopinée pouvant l'endommager lors de rotation relative du premier et du deuxième corps. De ce fait, l'interface homme-machine devient plus robuste.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
la figure 1 représente de manière schématique en vue simplifiée de dessus une interface homme-machine selon l'invention,
la figure 2 représente de manière schématique en vue simplifiée de côté l'interface homme-machine selon l'invention,
la figure 3 représente de manière schématique en vue simplifiée de côté un module liant selon un axe longitudinal un premier et un deuxième corps de l'interface homme-machine selon l'invention, le module comprenant une première et une deuxième parties fixées en translation sur un arbre axial et mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre autour de l'axe longitudinal,
la figure 4 représente ledit module de manière schématique en vue tridimensionnelle éclatée simplifiée,
la figure 5 représente de manière schématique une coupe longitudinale simplifiée partielle dudit module, dans un plan MM parallèle à l'axe longitudinal,
la figure 6 représente de manière schématique en vue de dessus simplifiée la deuxième partie dudit module,
les figures 7-9, 10-12, 13-15, 16-18 et 19-21 illustrent respectivement de manière schématique cinq positions différentes dudit module lors de la rotation de la première partie par rapport à la deuxième partie : à l'aide des coupes transversales simplifiées partielles dans un plan EE perpendiculaire à l'axe longitudinal (figures
7, 10, 13, 16, 19) ; à l'aide des coupes longitudinales simplifiées partielles, dans ledit plan MM parallèle à l'axe longitudinal (figures 8,
11 , 14, 17, 20) ; à l'aide des vues de dessous simplifiées partielles de la première partie du module (figures 9, 12, 15, 18, 21 ).
Comme annoncé précédemment et illustré sur les figures 1 -21 , l'invention concerne une interface homme-machine 1 comprenant un premier corps 10, un deuxième corps 11 , et au moins un premier organe 12 de commande. Les premier et deuxième corps 10, 11 sont liés l'un à l'autre et sont alignés suivant un axe longitudinal AB (figure 1 ), présentant une longueur axiale totale typiquement inférieure à 0,6 m. Les premier et deuxième corps 10 et 11 sont, de préférence, tubulaires, présentant chacun une section transversale à l'axe longitudinal AB inférieure à 8 centimètres. La longueur axiale de l'interface homme-machine 1 , la forme tubulaire des premier et deuxième corps 10 et 11 , leurs sections transversales respectives sont adaptées à la morphologie humaine, pour permettre à un opérateur (par exemple, à un musicien en position debout ou assis) tenant l'interface homme-machine 1 entre ses mains, de manipuler aisément l'interface homme-machine 1 pendant un temps prolongé (par exemple, lors d'un concert d'une durée de plusieurs heures).
Les figures 1-2 présentent un exemple de l'interface homme- machine 1 adapté à un opérateur droitier qui tient :
- le premier corps 10 par sa main droite à l'aide d'une première poignée anatomique 14, la paume de la main droite entourant la première poignée anatomique 14, le pouce de la main droite serrant la première poignée anatomique 14 contre la pomme de la main droite,
- le deuxième corps 11 par sa main gauche à l'aide d'une deuxième poignée anatomique 17, la paume de la main gauche entourant la deuxième poignée anatomique 17, le pouce de la main gauche serrant la deuxième poignée anatomique 17 contre la pomme de la main gauche.
Lors de manipulations de l'interface homme-machine 1 , la première poignée anatomique 14 est disposée au niveau de la poitrine de l'opérateur et la deuxième poignée anatomique 17 est disposée au niveau de la ceinture de l'opérateur, l'axe longitudinal AB pouvant être parallèle à la pesanteur G (figure 2) ou incliné par rapport à la pesanteur G (cas non représenté).
Les premier et deuxième corps 10, 11 sont mobiles en rotation (flèche ω sur les figures 2-3) l'un par rapport à l'autre autour de l'axe longitudinal AB. Le premier corps 10 porte une rampe 100 hélicoïdale s'étendant à distance de l'axe longitudinal AB dans un plan incliné par rapport à cet axe AB (figure 4). Le deuxième corps 11 porte un palpeur
110 monté en contact glissant sur la rampe 100 (figures 3, 5, 8-9, 11 - 12, 14-15). Le premier organe de commande 12 comprend un premier capteur 120 (par exemple, celui du type « à effet Hall ») délivrant un premier signal dépendant d'une position adoptée par le palpeur 110 sur la rampe 100 (figures 5, 14). Pour délivrer le premier signal, il suffit à l'opérateur d'écarter ou d'approcher ses avant-bras et ses coudes, l'un par rapport à l'autre, en mettant ainsi les premier et deuxième corps 10,
11 en rotation relative selon les flèches référencées « ω » sur la figure
2.
Selon l'invention :
- l'interface homme-machine 1 comprend en outre au moins des premiers moyens de sollicitation 13 propres à appliquer une première force d'appui élastique sollicitant le palpeur 110 et la rampe 100 l'un contre l'autre,
- les premier et deuxième corps 10 et 11 sont fixes en translation l'un par rapport à l'autre le long de l'axe longitudinal AB, et
- un des éléments constitués par le palpeur 110 et la rampe 100 est monté coulissant le long de l'axe longitudinal AB par rapport aux premier et deuxième corps 10 et 11.
Le premier capteur 120 peut comprendre un aimant 1200 permanent placé à une extrémité du palpeur 110 opposée à la rampe 100, en regard d'une sonde de Hall 1201 (figure 14). De préférence, l'aimant 1200 et la sonde de Hall 1201 sont alignés suivant un axe privilégié du palpeur 110, par exemple suivant son axe de symétrie CD parallèle à l'axe longitudinal AB (figure 14). Dans les exemples illustrés sur les figures 1 -21 :
- le palpeur 110 est monté coulissant le long de l'axe longitudinal AB par rapport au deuxième corps 11 sur une distance prédéterminée, par exemple égale à 4 mm,
- le palpeur 110 est constamment maintenu en appui contre la rampe 100 sous l'effet de la première force d'appui élastique émise par les premiers moyens de sollicitation 13 (représentés par un ressort de sollicitation 13 sur les figures 3, 5, 14). Une fois le premier corps 10 mis en rotation par rapport au deuxième corps 11 , le palpeur 110 se déplace sur la rampe 100 (figures 9, 12, 15) ce qui fait coulisser le palpeur 110 par rapport au deuxième corps 11 (figures 8, 11 , 14). La distance entre l'aimant 1200 et la sonde de Hall 1201 varie donc en fonction de la position du palpeur 110 sur la rampe 100, Par conséquent, la sonde de Hall 1201 émet le premier signal en fonction de la position angulaire relative des premier et deuxième corps 10 et 11.
Comme illustré sur les figures 1 -2, l'interface homme-machine 1 peut comprendre un deuxième et un troisième organes 2 et 3 de commande, disposés respectivement sur le deuxième et le premier corps 11 et 10. De préférence, le deuxième et le troisième organes de commande 2 et 3 comprennent chacun au moins une première et une deuxième séries des capteurs (par exemple, des capteurs de pression) adaptés à être actionnés par les doigts (de la main gauche et de la main droite respectivement sur les figures 1 -2) pour émettre des signaux (par exemple, en fonction des forces de pression exercées par les doits sur les capteurs).
La première série des capteurs est adaptée à être actionnés par des phalanges distales, dites phalangettes, des doigts. Il s'agit, pour le deuxième organe 2 de commande, des deuxièmes capteurs distaux référencés sur les figures 1 -2 comme :
- deuxièmes capteurs distaux 200, 201 et 202 adaptés à être commandés par la phalanges distale de l'index de la main gauche,
- deuxième capteur distal 210 adapté à être commandé par la phalange distale du majeur de la main gauche,
- deuxième capteur distal 220 adapté à être commandé par la phalange distale de l'annulaire de la main gauche,
- deuxièmes capteurs distaux 230, 232 et 233 adaptés à être commandés par la phalange distale de l'auriculaire de la main gauche, et,
pour le troisième organe 3 de commande, des troisièmes capteurs distaux référencés sur les figures 1 -2 comme :
- troisièmes capteurs distaux 300, 301 et 302 adaptés à être commandés par la phalange distale de l'index de la main droite,
- troisième capteur distal 310 adapté à être commandé par la phalange distale du majeur de la main droite, - troisième capteur distal 320 adapté à être commandé par la phalange distale de l'annulaire de la main droite,
- troisièmes capteurs distaux 330, 332 et 333 adaptés à être commandés par la phalange distale de l'auriculaire de la main droite.
La deuxième série des capteurs est adaptée à être actionnés par des phalanges proximales, dites premières phalanges. Il s'agit, pour le deuxième organe 2 de commande, des deuxièmes capteurs proximaux référencés sur les figures 1 -2 comme :
- deuxième capteur proximal 20 adapté à être commandé par la phalange proximale de l'index de la main gauche,
- deuxième capteur proximal 21 adapté à être commandé par la phalange proximale du majeur de la main gauche,
- deuxième capteur proximal 22 adapté à être commandé par la phalange proximale de l'annulaire de la main gauche,
- deuxièmes capteurs proximaux 23 et 231 adaptés à être commandés par la phalange proximale de l'auriculaire de la main gauche, et,
pour le troisième organe 3 de commande, des troisièmes capteurs proximaux référencés sur les figures 1 -2 comme :
- troisième capteur proximal 30 adapté à être commandé par la phalange proximale de l'index de la main droite,
- troisième capteur proximal 31 adapté à être commandé par la phalange proximale du majeur de la main droite,
- troisième capteur proximal 32 adapté à être commandé par la phalange proximale de l'annulaire de la main droite, - troisièmes capteurs proximaux 33 et 331 adaptés à être commandés par la phalange proximale de l'auriculaire de la main droite.
Comme illustré sur la figure 2, l'interface homme-machine 1 est munie d'un module de télécommunication 4, de préférence, sans fil, avec un centre de traitement d'information distant (par exemple, avec un ordinateur distant 40 adapté à traiter des données) qui est lié à son tour avec un équipement électronique (par exemple avec un équipement électronique musical 41 adapté à reproduire des sons et/ou des lumières). Le module de télécommunication peut comprendre une unité centrale embarquée, des moyens de transmission et de réception de données pour assurer un échange des signaux entre les organes de commande 12, 2, 3 et le centre de traitement d'information 40.
De préférence, l'interface homme-machine 1 comprend en outre des deuxièmes moyens de sollicitation 150, différents des premiers moyens de sollicitation 13 et propres à exercer une deuxième force d'appui élastique rapprochant l'un de l'autre les premier et deuxième corps 10 et 11 suivant l'axe longitudinal AB (figure 2).
Comme illustré sur les figures 3-5, l'interface homme-machine 1 peut comprendre en outre un module 15 incluant des première et deuxième parties 151 et 152 et les deuxièmes moyens de sollicitation 150. Les première et deuxième parties 151 et 152 sont respectivement fixées aux premier et deuxième corps 10 et 11 (par exemple, à l'aide des vis de fixation 101 et 111 respectivement, comme illustré sur la figure 2). Les première et deuxième parties 151 et 152 sont fixes en translation et mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre autour de l'axe longitudinal AB (flèche ω sur la figure 3). La deuxième force d'appui élastique rapproche l'un de l'autre les première et deuxième parties 151 et 152 du module 15 suivant l'axe longitudinal AB.
Avantageusement, comme illustré sur les figures 3-5, le module
15 comprend en outre un arbre axial 153. Les deuxièmes moyens de sollicitation 150 comprennent au moins un ressort 1500 et deux organes de butée, 1501 et 1502, portés par l'arbre 153 et dont l'un au moins inclut un écrou 1530 engagé sur un filetage 1531 de l'arbre 153. Les deux parties 151 et 152 du module 15 et le ressort 1500 forment ensemble un empilement 16 traversé axialement par l'arbre 153 et enserré entre les deux organes 1501 , 1502 de butée. La deuxième force d'appui élastique est exercée de façon réglable par une contrainte du ressort 1500 résultant d'un vissage de l'écrou 1530 sur l'arbre 153.
Comme illustré sur les figures 4-6, les première et deuxième parties 151 , 152 du module 15 présentent des surfaces de frottement 1511 , 1520 respectives appliquées l'une contre l'autre, de natures identiques ou différentes, et dont chacune est au moins constituée d'un matériau choisi dans l'ensemble comprenant : l'aluminium, un métal ou un alliage métallique, une matière plastique, et le polyoxyméthylène.
Avantageusement, le module 15 peut comprendre en outre un patin de frottement 156 disposé, selon l'axe longitudinal AB, entre la première et la deuxième parties 151 , 152 (figures 4-5). Le patin de frottement 156 est solidaire avec l'une parmi la première ou la deuxième parties 151 , 152 (avec la deuxième partie 152 sur les figures 4-6). L'une au moins parmi les surfaces de frottement 1511 , 1520 (par exemple, la surface de frottement 1520 de la deuxième partie 152 du module 15 sur les figures 4-6) peut être celle du patin de frottement 156.
Grâce à cet agencement, il est possible de faciliter un usinage du module 15. Dans les exemples illustrés sur les figures 4-6, il est possible de réaliser la deuxième partie 152 en métal (qui est facile à usiner contrairement aux certaines matières plastiques), puis d'ajuster sélectivement la force de frottement entre la première et la deuxième parties 151 , 152 à l'aide du patin de frottement 153 fabriqué, par exemple, en matière plastique plus fragile.
De préférence, un couple de frottement « patin de frottement 156 / première partie 151 du module 15 » peut être choisi pour que le patin de frottement 156 s'use plus facilement que la première partie 151 du module 15. Ainsi, en présence du patin de frottement 156 (facile à remplacer), la première partie 151 du module 15 devient quasiment inusable ce qui rend plus faciles les opérations maintenance de l'interface homme-machine 1.
Avantageusement, la rampe hélicoïdale 100 prend la forme d'une surface frontale ménagée sur la première partie 151 du module 15 (figures 4-5, 8-9, 11-12, 14-15, 17-18, 20-21 ). Le palpeur 110 prend la forme d'un goujon 110 monté coulissant, sous la sollicitation de la première force d'appui élastique, parallèlement à l'axe longitudinal AB et dans un logement 1521 de la deuxième partie 152 du module 15. Le premier capteur 120 est sensible à la position de coulissement du goujon 110.
De préférence, la rampe 100 offre au palpeur 110 une course utile 1000 correspondant à une rotation relative des deux corps autour de l'axe longitudinal AB au plus égale à 70° (référencée par l'angle α < 70° sur les figures 7, 10, 12, 13, 16, 19). Le module 15 comprend en outre au moins une première butée élastique 154 de fin de course limitant la course du palpeur 110 à une première extrémité 1001 de la rampe 100 (figures 7 et 9). La première butée élastique 154 au moins est dotée d'un deuxième capteur 1540 délivrant un deuxième signal de commande dépendant d'un premier effort Fi exercé sur cette première butée élastique 154 (figure 19).
Pour optimiser l'adaptation de l'interface homme-machine 1 à la morphologie de l'opérateur, l'angle α propre à la course utile 1000 est de préférence au plus égal à 65°.
De manière avantageuse, le module 15 comprend en outre au moins une deuxième butée élastique 155 de fin de course limitant la course du palpeur 110 à la deuxième extrémité 1002 de la rampe 100, à distance de la première extrémité 1001. La deuxième butée élastique 155 peut elle-même être dotée d'un troisième capteur 1550 délivrant un troisième signal de commande dépendant d'un deuxième effort F2 exercé sur cette deuxième butée élastique 155.
Pour simplifier l'utilisation de l'interface homme-machine 1 pour l'opérateur, le premier effort Fi et le deuxième effort F2 sont de préférence équivalents l'un à l'autre.
Avantageusement, chaque butée élastique 154 et 155 est adaptée à limiter la rotation relative des deux corps 10 et 11 autour de l'axe longitudinal AB d'un angle β au plus égale à 17° (angle β < 17° sur les figures 16, 18, 19, 21 ) au-delà de la course utile du palpeur 110 sur la rampe 100.
Pour optimiser l'ergonomie de l'interface homme-machine 1 , l'angle β de limitation de la rotation relative des deux corps 10 et 11 par chaque butée élastique 154 et 155, est de préférence égal à 16,5°.
Comme illustré sur les figures 16 et 19, la rotation globale relative des deux corps 10, 11 autour de l'axe longitudinal AB est possible sur un angle ω de rotation totale obtus, de préférence, sur un angle co de rotation totale obtus tel que ω = α + 2*β < 104°, où l'angle α est relatif à la course utile 1000, et où l'angle β est relatif à la limitation de la rotation relative des deux corps 10 et 11 par chaque butée élastique 154 et 155.
Grâce à cet angle ω de rotation totale au plus égale à 104°, il est possible de garder la liberté d'action de tous les doigts des mains gauche et droite, y compris lorsque l'opérateur manipule l'interface homme-machine de manière à incliner l'axe longitudinal AB de l'interface homme-machine 1 par rapport à la pesanteur G. Par exemple, il est possible d'actionner simultanément :
- par la main droite :
o le troisième capteur distal 300 par la phalange distale de l'index et le troisième capteur proximal 30 par la phalange proximale de l'index,
o le troisième capteur distal 310 par la phalange distale du majeur et le troisième capteur proximal 31 par la phalange proximale du majeur,
o le troisième capteur distal 320 par la phalange distale de l'annulaire et le troisième capteur proximal 32 par la phalange proximale de l'annulaire,
o le troisième capteur distal 330 par la phalange distale de l'auriculaire et le troisième capteur proximal 33 par la phalange proximale de l'auriculaire,
- par la main gauche :
o le deuxième capteur distal 200 par la phalange distale de l'index et le deuxième capteur proximal 20 par la phalange proximale de l'index,
o le deuxième capteur distal 210 par la phalange distale du majeur et le deuxième capteur proximal 21 par la phalange proximale du majeur,
o le deuxième capteur distal 220 par la phalange distale de l'annulaire et le deuxième capteur proximal 22 par la phalange proximale de l'annulaire,
o le deuxième capteur distal 230 par la phalange distale de l'auriculaire et le deuxième capteur proximal 23 par la phalange proximale de l'auriculaire
l'opérateur étant courbé, par exemple, à l'avant, pour incliner l'axe longitudinal AB de l'interface homme-machine 1 par rapport à la pesanteur G, les avant-bras et les coudes de l'opérateur étant écartés de sorte à ce que l'angle co de rotation totale soit égal à 104°. Chaque butée élastique 154 et 155 est prévue sur l'une des deux parties 152 du module 15. Un ergot 1512, parallèle au goujon 110 et fixé à l'autre partie 151 du module 15 (figure 4), est prévu pour appuyer sur chaque butée élastique 154 et 155 en fin de course du goujon 110 sur la rampe 100 (figures 16, 19).
Par analogie avec le premier capteur 120 délivrant le premier signal de commande, le deuxième capteur 1540 délivrant le deuxième signal de commande et le troisième capteur 1550 délivrant le troisième signal de commande sont par exemple du type « à effet Hall ». Il en a de même pour les deuxièmes et troisièmes capteurs distaux [200, 201 , 202, 210, 220, 230, 232, 233] et [300, 301 , 302, 310, 320, 330, 332, 333] ainsi que pour les deuxièmes et troisièmes capteurs proximaux [20, 21 , 22, 23, 231] et [30, 31 , 32, 33, 331] évoqués ci-dessous en rapport avec le deuxième et le troisième organes 2 et 3 de commande.

Claims

REVENDICATIONS
1. Interface homme-machine (1 ) comprenant un premier corps (10), un deuxième corps (11 ), et au moins un premier organe (12) de commande, les premier et deuxième corps (10), (11 ) étant liés l'un à l'autre, alignés suivant un axe longitudinal (AB), et mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre autour de l'axe longitudinal (AB), le premier corps (10) portant une rampe (100) hélicoïdale s'étendant à distance de l'axe longitudinal (AB) et dont un plan tangent est incliné par rapport à cet axe (AB), le deuxième corps (11 ) portant un palpeur (110) monté en contact glissant sur la rampe (100), et le premier organe de commande (12) comprenant un premier capteur (120) délivrant un premier signal dépendant d'une position adoptée par le palpeur (110) sur la rampe (100), caractérisée :
- en ce qu'elle comprend en outre au moins des premiers moyens de sollicitation (13) propres à appliquer une première force d'appui élastique sollicitant le palpeur (110) et la rampe (100) l'un contre l'autre,
- en ce que les premier et deuxième corps (10), (11 ) sont fixes en translation l'un par rapport à l'autre le long de l'axe longitudinal (AB),
- en ce qu'un des éléments constitués par le palpeur (110) et la rampe (100) est monté coulissant le long de l'axe longitudinal (AB) par rapport aux premier et deuxième corps (10), (11 ), eten ce qu'elle comprend en outre des deuxièmes moyens de sollicitation (150), différents des premiers moyens de sollicitation (13) et propres à exercer une deuxième force d'appui élastique tendant à rapprocher l'un de l'autre les premier et deuxième corps (10), (11 ) suivant l'axe longitudinal (AB).
2. Interface homme-machine (1 ) selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un module (15) incluant des première et deuxième parties (151 ), (152) et les deuxièmes moyens de sollicitation (150), en ce que les première et deuxième parties (151 ), (152) sont respectivement fixées aux premier et deuxième corps (10), (11 ), en ce que les première et deuxième parties (151 ), (152) sont fixes en translation et mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre autour de l'axe longitudinal (AB), et en ce que la deuxième force d'appui élastique tend à rapprocher l'un de l'autre les première et deuxième parties (151 ), (152) du module (15) suivant l'axe longitudinal (AB).
3. Interface homme-machine (1 ) selon la revendication 2, caractérisée en ce que le module (15) comprend en outre un arbre (153) axial, en ce que les deuxièmes moyens de sollicitation (150) comprennent au moins un ressort (1500) et deux organes (1501 ), (1502) de butée portés par l'arbre (153) et dont l'un au moins inclut un écrou (1530) engagé sur un filetage (1531 ) de l'arbre (153), en ce que les deux parties (151 ), (152) du module (15) et le ressort (1500) forment ensemble un empilement (16) traversé axialement par l'arbre (153) et enserré entre les deux organes (1501 ), (1502) de butée, et en ce que la deuxième force d'appui élastique est exercée de façon réglable par une contrainte du ressort (1500) résultant d'un vissage de l'écrou (1530) sur l'arbre (153).
4. Interface homme-machine (1 ) selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que les première et deuxième parties (151 ), (152) du module (15) présentent des surfaces de frottement (1511 ), (1520) respectives appliquées l'une contre l'autre, de natures identiques ou différentes, et dont chacune est au moins constituée d'un matériau choisi dans l'ensemble comprenant : l'aluminium, un métal ou un alliage métallique, une matière plastique, et le polyoxyméthylène.
5. Interface homme-machine (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 2, caractérisée en ce que la rampe (100) hélicoïdale prend la forme d'une surface frontale ménagée sur la première partie (151 ) du module (15), en ce que le palpeur (110) prend la forme d'un goujon (110) monté coulissant, sous la sollicitation de la première force d'appui élastique, parallèlement à l'axe longitudinal (AB) et dans un logement (1521 ) de la deuxième partie (152) du module (15), et en ce que le premier capteur (120) est sensible à la position de coulissement du goujon (110).
6. Interface homme-machine (1 ) selon la revendication 5, caractérisée en ce que la rampe (100) offre au palpeur (110) une course utile (1000) correspondant à une rotation relative des deux corps autour de l'axe longitudinal (AB) au plus égale à 70°, en ce que le module (15) comprend en outre au moins une première butée élastique (154) de fin de course limitant la course du palpeur (110) à une première extrémité (1001 ) de la rampe (100), et en ce que la première butée élastique (154) au moins est dotée d'un deuxième capteur (1540) délivrant un deuxième signal de commande dépendant d'un premier effort (Fi) exercé sur cette première butée élastique (154).
7. Interface homme-machine (1 ) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le module (15) comprend en outre au moins une deuxième butée élastique (155) de fin de course limitant la course du palpeur (110) à une deuxième extrémité (1002) de la rampe (100), à distance de la première extrémité (1001 ), et en ce que la deuxième butée élastique (155) au moins est dotée d'un troisième capteur (1550) délivrant un troisième signal de commande dépendant d'un deuxième effort (F2) exercé sur cette deuxième butée élastique (155).
8. Interface homme-machine (1 ) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que chaque butée élastique (154), (155) est adaptée à limiter la rotation relative des deux corps (10), (11 ) autour de l'axe longitudinal (AB) au plus égale à 17° au-delà de la course utile du palpeur (110) sur la rampe (100).
9. Interface homme-machine (1 ) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que chaque butée élastique (154), (155) est prévue sur l'une des deux parties (152) du module (15), et en ce qu'un ergot (1512), parallèle au goujon (110) et fixé à l'autre partie (151 ) du module (15), est prévu pour appuyer sur chaque butée élastique (154), (155) en fin de course du goujon (110) sur la rampe (100).
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